Sisu
Umbes 1,5 miljardit aastat tagasi asusid primitiivsed bakterid elama suurematesse rakkudesse, mille tulemuseks oli intiimsuhe, mis kujundaks keerukamate, mitmerakuliste olendite evolutsiooni. Suurem rakk oli eukarüootne, see tähendab, et see sisaldas organellid - membraanidega ümbritsetud struktuure, kuid prokarüootsel bakteriaalsel rakul polnud sellist paigutust. Suuremad rakud kartsid hapnikku, nende olemasolu mürki, kuid väiksemad rakud kasutasid hapnikku energia saamiseks molekuli adenosiintrifosfaadi ehk ATP kujul. Eukarüootne rakk ümbritses baktereid röövellikult, kuid millegipärast röövloom röövlooma ei seedinud. Kiskjad ja saakloomad said vastastikku sõltuvaks. Bostoni ülikooli endine bioloog Lynn Margulis nimetas seda endosümbiotilise stsenaariumi teoorias mitokondrite päritolust, rakkude energiavabrikutest ja nende arvukate sarnasuste bakterirakkudega põhjuseks.
Suurus ja kuju
Ainuüksi välimuse põhjal saavad teadlased seostada mitokondrite ja bakterite vahel. Mitokondritel on lihavad, tarretisesarnased kujundid, mis sarnanevad vardakujulistele batsillbakteritele. Keskmine batsill on vahemikus 1 kuni 10 mikronit ja nii taime- kui ka loomsete rakkude mitokondrid mõõdavad samas vahemikus. Need pealiskaudsed tähelepanekud on üks tõendusmaterjal, mis toetab teooriat, et primitiivsed eukarüootsed rakud olid neelanud bakterirakud, moodustades vastastikku kasulikke suhteid.
Jagunemise meetod
Bakterid paljunevad protsessil, mida nimetatakse lõhustumiseks; kui bakter saavutab eelnevalt kindlaksmääratud suuruse, pigistab ta ennast keskele, luues kaks organismi. Eukarüootsetes rakkudes paljunevad mitokondrid sarnases protsessis. Lahtri juhtimiskeskus ehk tuum annab rakule signaali organellide tootmiseks, tavaliselt enne raku jagamist; kuid ainult mitokondrid - ja taimede kloroplastid - paljunevad ise. Kui rakus sisalduvatest ainetest saab valmistada muid organellid, peavad mitokondrid ja kloroplastid nende arvu suurendamiseks jagama. Kui energiavarustus ATP kujul väheneb, jagunevad mitokondrid, et energia tootmiseks oleks rohkem mitokondreid.
Membraan
Mitokondritel on sisemine ja välimine membraan, sisemine membraan koosneb voldidest, mida nimetatakse cristae-ks. Bakteriaalsetel rakumembraanidel on voldid, mida nimetatakse mesosoomideks ja mis sarnanevad ristiga. Energia tootmine toimub nendes voldides. Sisemine mitokondriaalne membraan sisaldab sama tüüpi valke ja rasvaineid kui bakteriaalne plasmamembraan. Väline mitokondriaalne membraan ja bakterite rakusein sisaldavad samuti sarnaseid struktuure.Ained voolavad üsna vabalt mitokondrite välismembraanidesse ja bakterite raku välisseintesse ja sealt välja; kuid nii mitokondrite sisemised membraanid kui ka bakterite plasmamembraanid piiravad paljude ainete läbimist.
DNA tüüp
Nii prokarüootsed kui ka eukarüootsed rakud kasutavad valkude valmistamiseks koodi kandmiseks DNA-d. Kui eukarüootsed rakud kannavad kaheahelalist DNA-d keerutatud redeli kujul, mida nimetatakse heeliksiks, siis bakterirakudes on nende DNA ringikujuliste silmustena, mida nimetatakse plasmiidideks. Mitokondrid kannavad ka oma DNA-d oma valkude valmistamiseks, sõltumata ülejäänud rakust; Nagu bakterid, liidavad mitokondrid ka nende DNA silmustesse. Keskmine mitokondrion sisaldab kahte kuni 10 neist plasmiididest. Need struktuurid sisaldavad vajalikku teavet kõigi protsesside, sealhulgas replikatsiooni, käitamiseks mitokondrites või bakterites.
Ribosoomid ja valkude süntees
Valgud täidavad kõiki funktsioone rakkudes ja valkude tootmine ehk valkude süntees on raku üks peamisi funktsioone. Kogu valkude süntees toimub ainult sfäärilistes struktuurides, mida nimetatakse ribosoomideks ja mis paiknevad rakus laiali. Mitokondrid kannavad vajalike valkude valmistamiseks oma ribosoome. Mikroskoopilised ja keemilised analüüsid näitavad, et mitokondriaalsete ribosoomide struktuur sarnaneb bakteriaalsete ribosoomidega kui eukarüootsete rakkude ribosoomidega. Lisaks mõjutavad teatud antibiootikumid, ehkki eukarüootsete rakkude suhtes kahjutuks, valkude sünteesi nii mitokondrites kui ka bakterites, mis näitab, et valkude sünteesi mehhanism mitokondrites sarnaneb pigem bakterite kui eukarüootsete rakkude omaga.